【手続補正書】
【提出日】平成18年1月13日(2006.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  生分解性プラスチック
【特許請求の範囲】
【請求項１】  易生分解性材料を耐久性生分解性樹脂により被覆して成る生分解性構造体。
【請求項２】  前記易生分解性材料が多孔性である、請求項１に記載の生分解性構造体。
【請求項３】  前記易分解性材料が、易分解性合成樹脂及び生分解性天然物を含んで成る、請求項１又は２に記載の生分解性構造体。
【請求項４】  前記易分解性樹脂が、ポリビニルアルコール又はポリ乳酸である、請求項３に記載の生分解性構造体。
【請求項５】  前記生分解性天然物が、澱粉、タンパク質、セルロース、リグニン、キチン、キトサン又はゼラチンである、請求項３に記載の生分解性構造体。
【請求項６】  前記易生分解性材料が、充填材としてパルプを用いたポリビニルアルコールをホウ酸により架橋したものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の生分解性構造体。
【請求項７】  前記易生分解性材料が、木材成分を加熱圧縮成形したものである、請求項１及び３〜６のいずれか１項に記載の生分解性構造体。
【請求項８】  前記易生分解性材料が、易生分解性合成樹脂及び中空ビーズを含んで成る、請求項１に記載の生分解性構造体。
【請求項９】  前記易生分解性材料が、易生分解性合成樹脂及び無機繊維を含んで成る、請求項１に記載の生分解性構造体。
【請求項１０】  前記耐久性生分解性樹脂が、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート又はポリカプロラクトンである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の生分解性構造体。
【請求項１１】  前記耐久性生分解性樹脂が紫外線遮断性を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の生分解性構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用中は耐久性に優れ、廃棄後には急速に生分解され得る、生分解性樹脂構造体に関する。本発明の構造体は、自動車部品、家庭用品、その他種々の工業製品の部材として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
生分解性材料としては、最終的は生分解されるが、生分解に対して耐久性の強いものから、非常に生分解されやすいものまで種々知られている。実用的な耐久性をもたせるために耐久性の生分解樹脂を用いた物品においては、シート状物など、環境に対して比較的接しやすい形状のものは廃棄後比較的生分解されやすいが、厚みのある立体的形状を有する物品の場合、使用後、廃棄された後の生分解に長時間を要する。
【０００３】
他方、易生分解性の材料により作られた物品は、その形状に拘らず廃棄後に生分解されやすいが、使用期間中においても生分解されやすく、使用できる期間が短かくなるという欠点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、使用中は生分解に対して高い抵抗性を有することにより長期耐久性を有し、使用後に湿性環境に廃棄された場合、又は破砕後に廃棄された場合に急速に生分解される構造体を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく種々検討した結果、易生物分解性材料により内部を構成し、それを耐久性生分解性樹脂により被覆するという構造により、上記の課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
従って本発明は、易生分解性材料を耐久性生分解性樹脂により被覆して成る生分解性樹脂構造体を提供する。
【０００６】
このような構成をとることにより、物品の使用中は、内部分易生分解性材料が耐久性材料により外部環境から保護されるために、物品は使用中に分解されることがなく長時耐久性を有するが、使用後に例えば湿性環境中に廃棄される場合又は破砕した後に廃棄される場合、湿性環境での外部耐久性生分解性材料の分解により、又は破砕による外部耐久性生分解材料の破壊により、易生物分解性材料が環境に暴露され、廃棄された物品全体が急速に生分解される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
１つの態様において、本発明の易生物分解性材料は、易生分解の合成樹脂であってもよく、また易生分解性合成樹脂に他の補強材を加えたものであってもよい。易生分解性合成樹脂としては水溶性のポリビニルアルコールがあり、好ましくは分子量１００００〜３００００のポリビニルアルコールである。また、易生分解性にしたポリ乳酸であってもよい。ポリ乳酸は、耐久性生分解性樹脂としても使用することができるが、多孔性にする、光増感剤を添加する等の易分解化処理により、易生分解性合成樹脂として使用することもできる。
【０００８】
易分解性材料又はその構成成分として易生分解性樹脂を使用する場合、これを多孔性にして使用することができる。多孔性にしておくことにより、廃棄後湿性環境に暴露された際に、急速に水分を吸収し、分解性微生物による作用を受けやすくなり、急速に分解される。易生分解性合成樹脂を多孔性にするには、樹脂を多孔化するための常法を用いればよく、例えばポリ乳酸を多孔化して易生分解性樹脂として使用するには、ポリ乳酸と水溶性フィラーである塩化ナトリウム等の塩類を混合して成形し、塩化ナトリウム等の水溶性フィラーを溶解して除去することにより、ポリ乳酸から成る多孔性易生分解性樹脂を形成することができる。
【０００９】
易生分解性材料はまた、易生分解性合成樹脂と生分解性天然物とから構成することができる。生分解性天然物は好ましくは高分子材料であり、植物性材料でも動物性材料でもよく、また微生物の産物であってもよい。生分解性天然物としては、例えば澱粉、タンパク質、セルロース、リグニン、キチン、キトサン、ゼラチン等が挙げられ、物品の使用中は、増量材、補強材等として機能し、廃棄後は、水分吸収剤として、あるいは分解菌の栄養素等として機能する。
【００１０】
易生分解性合成樹脂と生分解性天然物とから構成される易生分解性材料の一例として、パルプを充填材としたポリビニルアルコールのホウ酸架橋体を挙げることができる。これはポリビニルアルコール水溶液にパルプを混合しホウ酸水溶液中で反応させることによりポリビニルアルコールとホウ酸を架橋させ、次に水分を蒸発除去することにより得られる。この架橋体は高耐熱性で水溶性の易生分解性材料である。この材料から構成された物品は、使用中は高い強度及び耐久性を有するが、使用後湿性環境に廃棄されると水に溶解し、微生物の作用により容易に生分解される。
【００１１】
本発明の易生分解性材料はまた、易生分解性合成樹脂と中空ビーズから構成することもできる。中空ビーズの比重が軽いためこの機能により軽量の生分解性構造体が得られる。廃棄時には、易生分解性合成樹脂、例えばポリビニルアルコールは水に溶解して生分解され、ビーズは容易に回収することができる。
【００１２】
本発明の易生分解性材料はまた、易生物分解性材料と無機繊維とから構成することもできる。例えば、易生物分解性合成樹脂としてポリビニルアルコールを使用し、前記の生分解天然物に代えて、又はそれに加えてガラス繊維、炭素繊維など高剛性材料を使用することができる。これにより、使用時には高い強度を有する物品が得られる。また、廃棄の際には、水処理により、これらの繊維を容易に回収することができる。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、易生分解材料は、木材材料を加熱圧縮した材料である。この木材材料としては木粉、木繊維などが挙げられる。
上記の種々の態様の易分解性材料は、耐久性生分解性樹脂により被覆される。耐久性生分解性樹脂としては、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリカプロラクトン、等が使用される。
【００１４】
【実施例】
次に、実施例により本発明はさらに具体的に説明する。
実施例１．
澱粉１００ｇと分子量２２０００のポリビニルアルコール５００ｇとを水中で混合し、８０℃にて１０分間処理した後、平板上に流し水を蒸発させ平板を成形した。
【００１５】
実施例２．
ポリ乳酸１００ｇと塩化ナトリウム１００ｇとを混合し、この混合物を１９０℃にて３０分間攪拌混合して、この混合物を成形した。次にこの成形体を水に浸漬して成形体中の塩化ナトリウムを溶出除去し、多孔性の易生分解性ポリ乳酸成形体を得た。この表面をポリ乳酸フィルムで被覆し、本発明の生分解性構造体を得た。
【００１６】
実施例３．
水溶性である分子量２２０００のポリビニルアルコールを成形し、この成形体の表面にポリ乳酸フィルムを被覆して本発明の生分解性構造体を得た。
【００１７】
実施例４．
ポリビニルアルコール５０ｇを含む水溶液３５０ｇ、収縮防止フィラーであるパルプ２０ｇ、可塑剤であるエチレングリコール１５０ｇ、及び架橋剤であるホウ酸２５０ｇを９０℃にて１０分間混合し、常温まで冷却し、圧縮しながら真空脱気により液体成分を除去した。こうして得られた成形体はポリビニルアルコール単独の成形体に比べて耐熱性に優れており、高温の水に容易に溶解した。得られた成形体の表面をポリ乳酸フィルムで被覆し、生分解性構造体を得た。
【００１８】
実施例５．
本材より得られた木繊維（平均長２０mm）を１２０℃にて２０kg／cm2 で圧縮し、木質分の熱可塑性成分により自己溶融硬化させた。得られた成形体は吸水により容易に崩壊する性質を有していた。この成形体の表面をポリ乳酸フィルムで被覆して本発明の生分解性構造体を得た。
【００１９】
実施例６．
５０ｇのポリビニルアルコールを含む水溶液３５０ｇに平均粒径４０μｍの中空ガラスバルーン（１０ｇ）を混合し、水分を蒸発除去して固化成形した。この成形体の表面にポリ乳酸を被覆し、軽量の生分解性樹脂構造体を得た。この構造体の廃棄時にはアルカリ水溶液で処理してポリ乳酸被覆を分解除去し、温水によりポリビニルアルコールを溶解し、ガラスバルーンを回収した。得られた溶液中のポリビニルアルコールは微生物により容易に分解する。
【００２０】
実施例７．
５０ｇのポリビニルアルコールを含む水溶液３５０ｇに１０ｇのガラス繊維を混合し、水分を除去して固化させ、成形体を得た。この成形体の表面をポリ乳酸で被覆し、本発明の構造体を得た。この構造体は高強度、高剛性であった。廃却時には、実施例６の場合と同様に処理した。
【００２１】
実施例８．
１kgのポリ乳酸に０．１kgの光増感剤である酸化チタンを混合し、易分解性生分解性成形体を得た。これに炭酸カルシウム２０％添加した紫外線遮断ポリ乳酸樹脂を被膜し、本発明の生分解性構造体を得た。この構造体は、廃棄時に粉砕し、紫外線照射して分解した後、土中に廃棄して微生物分解した。